ARM具備體積小、接口豐富、高度集成性和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，加之隨著Linux在服務(wù)器領(lǐng)域和桌面系統(tǒng)獲得的成功，Linux 以其良好的移植性能、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、對(duì)各種文件系統(tǒng)完備的支持、具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快、特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的體系等特點(diǎn)[1]在嵌入式系統(tǒng)中獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這使得基于ARM的嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有成本低、功耗低、實(shí)時(shí)性能好及智能程度高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)監(jiān)測(cè)與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景[2]。本文設(shè)計(jì)了基于ARM的嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

　　1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　一個(gè)嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其基本目的控制硬件設(shè)備采集信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的分析，其過(guò)程是獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的模擬量信號(hào)，并且能夠?qū)⑦@些模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于ARM嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。ARM微處理器的上選擇基于ARM920T內(nèi)核的S3C2410A芯片。

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　　圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方案如圖1所示，整個(gè)采集過(guò)程是由ARM微處理器控制的，ARM監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由以下三部分組成：

　　（1）信號(hào)采集：傳感器采集反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。被采集的模擬信號(hào)通過(guò)傳感器拾取，再經(jīng)過(guò)濾波、放大信號(hào)調(diào)理，然后模擬信號(hào)則經(jīng)過(guò)A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別數(shù)字量，通過(guò)ARM微處理器控制放大器的增益和濾波器的截止頻率。

　　（2）人機(jī)界面：采用圖形界面控制數(shù)據(jù)采集，并在界面上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)處理結(jié)果在顯示屏上以良好直觀的界面動(dòng)態(tài)顯示，便于現(xiàn)場(chǎng)工作人員判斷故障。

　　（3）數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)傳輸是將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)（計(jì)算機(jī)），以進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理。

　　2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　振動(dòng)傳感器傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào)在進(jìn)入后端處理系統(tǒng)之前也需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的調(diào)理，以滿足后端信號(hào)處理的要求，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，信號(hào)的前端信號(hào)調(diào)理模塊使用設(shè)計(jì)好的模塊，包括恒流源、傳感檢測(cè)、信號(hào)放大、低通濾波，程控放大器放大倍數(shù)的設(shè)定通過(guò)S3C2410A設(shè)定。圖2顯示了系統(tǒng)硬件框圖。

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　　圖2? 系統(tǒng)硬件框圖

　　2.1程控抗混疊低通濾波器設(shè)計(jì)

　　傳感器采集的的模擬信號(hào)中往往混有一些其它信號(hào)如噪聲信號(hào)，因此在A/D轉(zhuǎn)換之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波是很有必要的，同時(shí)選擇合適的濾波器還可以起到抗混疊的功能。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用MAX263低通濾波器，MAX263是有源開關(guān)電容濾波器，其中心頻率，Q值和工作模式可通過(guò)引腳編程設(shè)置，其硬件連接電路如圖3.

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　　圖3? 低通濾波電路

　　選擇濾波器工作模式1，將M0，M1設(shè)置低電平，Q值設(shè)置為1，查表得NQ=64，則Q6~Q0引腳值為100000。MAX263的引腳與S3C2410芯片直接相連以實(shí)現(xiàn)程控濾波器，F(xiàn)0~F4分別連接GPB5~GPB9。在ARM上即可控制對(duì)應(yīng)引腳實(shí)現(xiàn)對(duì)MAX263截止頻率的設(shè)定。